KR20210039653A

KR20210039653A - 금형 온도 제어장치

Info

Publication number: KR20210039653A
Application number: KR1020190122135A
Authority: KR
Inventors: 남성기; 이규철; 노종환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2021-04-12
Also published as: WO2021066336A1

Abstract

본 발명의 다양한 실시예들은, 금형 온도 제어장치로서, 금형; 제 1 온도의 물을 상기 금형에 공급하는 제 1 온도 조절기; 제 2 온도의 물을 상기 금형에 공급하는 제 2 온도 조절기; 상기 제 1 온도 조절기 및 상기 금형 사이에 설치된 제 1 파이프; 상기 제 1 파이프의 소정 위치에 설치된 제 1 밸브; 상기 제 1 온도 조절기 및 상기 금형 사이에 설치된 제 2 파이프; 상기 제 2 파이프의 소정 위치에 설치된 제 2 밸브; 상기 제 2 온도 조절기 및 상기 금형 사이에 설치된 제 3 파이프; 상기 제 3 파이프의 소정 위치에 설치된 제 3 밸브; 상기 제 2 온도 조절기 및 상기 금형 사이에 설치된 제 4 파이프; 상기 제 4 파이프의 소정 위치에 설치된 제 4 밸브; 제 5 밸브를 포함하고, 상기 제 1 파이프 및 상기 제 2 파이프 사이에 설치된 제 5 파이프; 제 6 밸브를 포함하고, 상기 제 3 파이프 및 상기 제 4 파이프 사이에 설치된 제 6 파이프; 및 상기 제 1 온도 조절기, 상기 제 2 온도 조절기, 상기 제 1 밸브 내지 상기 제 6 밸브와 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제 1 온도 조절기를 통해 상기 금형이 가열되는 경우, 상기 프로세서는, 상기 제 5 밸브를 폐쇄하고, 상기 제 1 밸브를 개방하여 상기 제 1 온도로 가열된 물을 상기 금형에 공급하고, 상기 제 2 밸브를 개방하여 상기 금형으로부터 배출된 물을 상기 제 1 온도 조절기로 회수하고, 상기 제 1 온도 조절기의 작동이 완료되면, 상기 제 6 밸브를 개방하여 상기 제 2 온도 조절기를 통해 상기 금형에 상기 제 2 온도를 갖는 물을 공급하도록 바이패스 경로를 형성하도록 설정될 수 있다. 다른 다양한 실시예가 가능하다.

Description

금형 온도 제어장치{Apparatus for controlling temperature of metal mold}

본 발명의 다양한 실시예들은, 금형의 가열 및 냉각 시간을 단축할 수 있는 금형 온도 제어장치에 관한 것이다.

사출 금형은 열경화성 수지 또는 열 가소성 수지와 같은 플라스틱 레진을 금형 내에 주입하여 다양한 형태의 사출물을 제조할 수 있다.

사출 금형장치는 금형 내에 형성된 캐비티 내부에 플라스틱 레진을 사출하고, 금형의 캐비티에 대응하는 형태의 수지 제품을 제조할 수 있다.

사출 금형의 구조는 성형기 사양이나 성형품 형상과 재질 등의 조건에 따라 결정되며, 양질의 성형품을 제조하기 위해서는 금형의 온도 조절이 중요한 요소로 작용할 수 있다.

사출 금형에서는 성형하고자 하는 제품의 품질 향상을 위해 금형의 온도가 적절히 조절되어야 한다.

금형의 온도가 조절되지 않은 상태에서도 사출 성형이 가능하지만, 금형의 온도에 따라 제품의 외관미, 전기적 특성, 수축율 및 사이클 타임 등에 영향을 미칠 수 있다.

사출물의 원료인 레진은 온도에 따라 점도가 변하기 때문에, 금형의 온도를 적절히 조절하지 않으면, 사출물에 버(burr) 또는 크랙(crack)이 발생될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은, 온도 조절기로부터 금형으로 공급되는 물(예: 가열수 및/또는 냉각수)의 유로를 바이패스하여 온도 조절을 신속하게 수행하고, 적어도 하나의 센서를 통해 금형의 온도를 모니터링함으로써, 금형의 가열 및 냉각 시간을 단축시킬 수 있는 금형 온도 제어장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치는, 금형; 제 1 온도의 물을 상기 금형에 공급하는 제 1 온도 조절기; 제 2 온도의 물을 상기 금형에 공급하는 제 2 온도 조절기; 상기 제 1 온도 조절기 및 상기 금형 사이에 설치된 제 1 파이프; 상기 제 1 파이프의 소정 위치에 설치된 제 1 밸브; 상기 제 1 온도 조절기 및 상기 금형 사이에 설치된 제 2 파이프; 상기 제 2 파이프의 소정 위치에 설치된 제 2 밸브; 상기 제 2 온도 조절기 및 상기 금형 사이에 설치된 제 3 파이프; 상기 제 3 파이프의 소정 위치에 설치된 제 3 밸브; 상기 제 2 온도 조절기 및 상기 금형 사이에 설치된 제 4 파이프; 상기 제 4 파이프의 소정 위치에 설치된 제 4 밸브; 제 5 밸브를 포함하고, 상기 제 1 파이프 및 상기 제 2 파이프 사이에 설치된 제 5 파이프; 제 6 밸브를 포함하고, 상기 제 3 파이프 및 상기 제 4 파이프 사이에 설치된 제 6 파이프; 및 상기 제 1 온도 조절기, 상기 제 2 온도 조절기, 상기 제 1 밸브 내지 상기 제 6 밸브와 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제 1 온도 조절기를 통해 상기 금형이 가열되는 경우, 상기 프로세서는, 상기 제 5 밸브를 폐쇄하고, 상기 제 1 밸브를 개방하여 상기 제 1 온도로 가열된 물을 상기 금형에 공급하고, 상기 제 2 밸브를 개방하여 상기 금형으로부터 배출된 물을 상기 제 1 온도 조절기로 회수하고, 상기 제 1 온도 조절기의 작동이 완료되면, 상기 제 6 밸브를 개방하여 상기 제 2 온도 조절기를 통해 상기 금형에 상기 제 2 온도를 갖는 물을 공급하도록 바이패스 경로를 형성하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은, 온도 조절기로부터 금형으로 공급되는 물의 유로를 바이패스하여 온도 조절을 신속하게 수행하고, 적어도 하나의 센서를 통해 금형의 온도를 모니터링함으로써, 금형의 가열 및 냉각 시간을 단축시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치의 제 1 온도 조절기 및 제 2 온도 조절기의 작동을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치의 제 1 온도 조절기를 이용하여 금형을 가열할 때의 동작을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치의 제 2 온도 조절기를 이용하여 금형을 냉각할 때의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치의 냉각기를 이용하여 금형을 급속 냉각할 때의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치의 제 2 온도조절기를 이용하여 금형의 일부분을 냉각할 때의 동작을 설명하는 도면이다.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다.

본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나," 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치(100)는, 제 1 온도 조절기(110), 제 2 온도 조절기(120), 냉각기(130), 금형(140), 적어도 하나의 파이프(111, 113, 115, 121, 123, 125, 131, 133, 135), 적어도 하나의 밸브(①~⑨), 적어도 하나의 센서(112, 114, 122, 124) 및 프로세서(150)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 밸브(①~⑨)는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 밸브(①~⑨)는 프로세서(150)의 제어에 따라 개방(open) 또는 폐쇄(close)되거나, 개폐량이 조절될 수 있다.

상기 적어도 하나의 센서(112, 114, 122, 124)는 각각 온도 센서, 압력 센서 및 유량 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제 1 온도 조절기(110) 및 제 2 온도 조절기(120)의 온도 조절 기능은 서로 변경될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제 1 온도 조절기(110)는 금형(140)을 가열할 수 있다. 제 1 온도 조절기(110)는, 제 1 온도(약 50℃ ~ 99℃)로 가열된 물(예: 가열수)을 금형(140)에 공급할 수 있다. 제 1 온도 조절기(110)는 물 저장탱크(미도시)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제 2 온도 조절기(120)는 금형(140)을 냉각할 수 있다. 제 2 온도 조절기(120)는, 제 2 온도(약 5℃ ~ 45℃)의 물(예: 냉각수)을 금형(140)에 공급할 수 있다. 제 2 온도 조절기(120)는 물 회수 탱크(미도시)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 냉각기(130)는 금형(140)을 급속하게 냉각할 수 있다. 냉각기(130)는 제 3 온도(약 -196℃~ 10℃)의 냉매(예: 액체 질소(LN2))를 금형(140)에 분사하여 공급할 수 있다. 냉각기(130)는 액체 질소 이외에, 자연 냉매(예: CO2, 공기, O2, He, Ar) 및 냉매 가스(예: R22, R410, R134A)를 포함할 수 있다. 냉각기(130)는 금형(140)을 급속하게 냉각할 수 있는 다른 냉매 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 금형 온도 제어장치(100)는 냉각기(130)를 통해 금형(140)을 급속으로 냉각함으로써, 사출 성형에 소요되는 사이클 타임(cycle time)을 단축시킬 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 금형(140)은 제 1 온도 조절기(110) 또는 제 2 온도 조절기(120)를 통해 유입되는 온수 또는 냉수가 순환되면서, 온도가 상승 또는 하강될 수 있다. 상기 순환된 온수 또는 냉수는 금형(140)의 외부로 배출될 수 있다. 금형(140)은 사출 신호 또는 금형 온도를 프로세서(150)에 전달할 수 있다. 금형(140)은, 예를 들어, 플라스틱 레진 또는 주조용 금속을 용해하여 용융된 소재를 소정의 모양과 치수를 갖는 제품으로 제조할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 파이프(111, 113, 115, 121, 123, 125, 131, 133, 135)는 제 1 온도 조절기(110), 제 2 온도 조절기(120) 및 냉각기(130)와, 금형(140) 사이에 설치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 1 파이프(111)는 제 1 온도 조절기(110) 및 금형(140) 사이에 설치될 수 있다. 제 1 파이프(111)는 제 1 온도 조절기(110)를 통해 가열된 가열수를 금형(140)에 공급하는 관로를 형성할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제 1 파이프(111)의 소정 위치에는 제 1 밸브(①)가 설치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 2 파이프(113)는 제 1 온도 조절기(110) 및 금형(140) 사이에 설치될 수 있다. 제 2 파이프(113)는 금형(140)을 통해 제 1 온도 조절기(110) 측으로 배출되는 물을 회수하는 관로를 형성할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제 2 파이프(113)의 소정 위치에는 제 2 밸브(②)가 설치될 수 있다.

다양한 실시예에, 제 3 파이프(121)는 제 2 온도 조절기(120) 및 금형(140) 사이에 설치될 수 있다. 제 3 파이프(121)는 제 2 온도 조절기(120)를 통해 냉각된 냉각수를 금형(140)에 공급하는 관로를 형성할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제 3 파이프(121)의 소정 위치에는 제 3 밸브(③)가 설치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 4 파이프(123)는 제 2 온도 조절기(120) 및 금형(140) 사이에 설치될 수 있다. 제 4 파이프(123)는 금형(140)을 통해 제 2 온도 조절기(120) 측으로 배출되는 물을 회수하는 관로를 형성할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제 4 파이프(123)의 소정 위치에는 제 4 밸브(④)가 설치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 5 파이프(115)는 상기 제 1 파이프(111) 및 제 2 파이프(113) 사이에 설치될 수 있다. 제 5 파이프(115)는 제 5 밸브(⑤)를 포함할 수 있다. 상기 제 5 밸브(⑤)는 제 1 파이프(111)에 설치된 제 1 밸브(①) 및 제 2 파이프(113)에 설치된 제 2 밸브(②)의 전단에 설치될 수 있다. 제 5 파이프(115)는 제 1 파이프(111) 및 제 2 파이프(113) 사이에서 바이패스 관로를 형성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 6 파이프(115)는 상기 제 3 파이프(121) 및 제 4 파이프(123) 사이에 설치될 수 있다. 제 6 파이프(125)는 제 6 밸브(⑥)를 포함할 수 있다. 상기 제 6 밸브(⑥)는 제 3 파이프(121)에 설치된 제 3 밸브(③) 및 제 4 파이프(123)에 설치된 제 4 밸브(④)의 전단에 설치될 수 있다. 제 6 파이프(125)는 제 3 파이프(121) 및 제 4 파이프(123) 사이에서 바이패스 관로를 형성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 7 파이프(131)는 제 1 파이프(111) 및 제 3 파이프(121) 사이에 설치될 수 있다. 제 7 파이프(131)는 제 7 밸브(⑦)를 포함할 수 있다. 상기 제 7 밸브(⑦)는 제 1 파이프(111)에 설치된 제 1 밸브(①) 및 제 3 파이프(121)에 설치된 제 3 밸브(③)의 후단에 설치될 수 있다. 제 7 파이프(131)는 제 2 온도 조절기(120)를 통해 전달되는 냉각수를 금형(140)의 일부분(예: 도 6의 제 1 금형(141))에 공급하기 위한 우회 관로를 형성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 8 파이프(133)는 제 2 파이프(113) 및 제 4 파이프(123) 사이에 설치될 수 있다. 제 8 파이프(133)는 제 8 밸브(⑧)를 포함할 수 있다. 상기 제 8 밸브(⑧)는 제 2 파이프(113)에 설치된 제 2 밸브(②) 및 제 4 파이프(123)에 설치된 제 4 밸브(④)의 후단에 설치될 수 있다. 제 8 파이프(133)는 금형(140)의 일부분(예: 도 6의 제 1 금형(141))을 통해 제 2 온도 조절기(120) 측으로 배출되는 물을 회수하기 위한 우회 관로를 형성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 9 파이프(135)는 냉각기(130) 및 금형(140) 사이에 설치될 수 있다. 제 9 파이프(135)는 냉각기(130)를 통해 전달되는 냉매(예: 액화 질소)를 금형(140)에 공급하는 관로를 형성할 수 있다. 제 9 파이프(135)는 제 9 밸브(⑨)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 센서(112, 114, 122, 124)는 제 1 파이프(111), 제 2 파이프(113), 제 3 파이프(121) 및 제 4 파이프(123)의 소정 위치에 설치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 1 센서(112)는 제 1 파이프(111)에 설치될 수 있다. 제 1 센서(112)는 제 1 온도 조절기(110)를 통해 금형(140)에 공급되는 물의 온도, 압력 및 유량 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 검출된 신호는 프로세서(150)에 전달될 수 있다. 제 1 센서(112)는 제 1 파이프(111)에 설치된 제 1 밸브(①)의 후단에 설치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 2 센서(114)는 제 2 파이프(113)에 설치될 수 있다. 제 2 센서(114)는 금형(140)을 통해 제 1 온도 조절기(110) 측으로 배출되는 물의 온도, 압력, 유량 또는 사출 신호 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 검출된 신호는 프로세서(150)에 전달될 수 있다. 제 2 센서(114)는 제 2 파이프(113)에 설치된 제 2 밸브(②)의 후단에 설치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 3 센서(122)는 제 3 파이프(121)에 설치될 수 있다. 제 3 센서(122)는 제 2 온도 조절기(120)를 통해 금형(140)에 공급되는 물의 온도, 압력 및 유량 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 검출된 신호는 프로세서(150)에 전달될 수 있다. 제 3 센서(122)는 제 3 파이프(121)에 설치된 제 3 밸브(③)의 후단에 설치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 4 센서(124)는 제 4 파이프(123)에 설치될 수 있다. 제 4 센서(124)는 금형(140)을 통해 제 2 온도 조절기(120) 측으로 배출되는 물의 온도, 압력, 유량 또는 사출 신호 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 검출된 신호는 프로세서(150)에 전달될 수 있다. 제 4 센서(124)는 제 4 파이프(123)에 설치된 제 4 밸브(④)의 후단에 설치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(150)는 제 1 온도 조절기(110), 제 2 온도 조절기(120), 냉각기(130), 금형(140), 적어도 하나의 밸브(①~⑨) 및/또는 적어도 하나의 센서(112, 114, 122, 124)와 작동적으로 연결될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(150)는 적어도 하나의 센서(112, 114, 122, 124)로부터 전달되는 물의 유량, 압력, 온도 또는 사출 신호 중 적어도 하나를 이용하여, 제 1 온도 조절기(110), 제 2 온도 조절기(120), 냉각기(130) 및/또는 적어도 하나의 밸브(①~⑨)를 제어할 수 있다. 프로세서(150)는 적어도 하나의 밸브(①~⑨)의 개방(open), 폐쇄(close) 또는 개폐량 중 적어도 하나를 조절하여, 물의 유량을 제어할 수 있다. 프로세서(150)는 터치 스크린(미도시)을 통해 금형 온도 제어장치(100)의 내부 구성요소를 제어하는 신호를 수신할 수 있다. 프로세서(150)는 제 1 온도 조절기(110)를 이용한 금형(140)의 가열 또는 제 2 온도 조절기(120)를 이용한 금형(140)의 냉각에 대한 스위칭을 신속하게 수행할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(150)는 금형 온도 제어장치(100)의 전반적인 동작 및 내부 구성요소들 간의 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(150)는, 예를 들어, 중앙 처리 장치(central processing unit; CPU), 어플리케이션 프로세서(application processor) 및/또는 통신 프로세서(communication processor)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 프로세서(150)는 싱글 코어 프로세서(single core processor) 또는 멀티 코어 프로세서(multi-core processor)로 형성될 수 있으며, 다수의 프로세서로 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치의 제 1 온도 조절기 및 제 2 온도 조절기의 작동을 설명하는 도면이다.

다양한 실시예에 따르면, 금형 온도 제어장치(100)는 제 1 온도 조절기(110) 및 제 2 온도 조절기(120)가 작동하고, 냉각기(130)는 작동하지 않을 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 1 온도 조절기(110)가 작동되면, 약 50℃ ~ 99℃로 가열된 물(예: 가열수)이 금형(140)에 공급할 수 있다. 금형(140)은 상기 공급된 가열수를 통해 가열될 수 있다. 금형(140)은 사출 신호를 프로세서(150)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 1 온도 조절기(110)가 작동되면, 프로세서(150)는 제 1 파이프(111)에 설치된 제 1 밸브(①)를 개방할 수 있다. 제 1 센서(112)는 제 1 밸브(①)를 통해 금형(140) 측으로 전달되는 물의 온도, 압력 및 유량을 검출하여, 프로세서(150)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 금형(140)은 상기 제 1 온도 조절기(110), 제 1 파이프(111) 및 제 1 밸브(①)를 통해 공급되는 가열수를 배출할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 금형(140)을 통해 물(예; 가열수)이 배출되면, 제 2 센서(114)는 금형(140)을 통해 배출되는 물의 온도, 압력 및 유량을 검출하여, 프로세서(150)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(150)는 제 2 센서(114)의 검출 신호를 통해, 제 2 파이프(113)에 설치된 제 2 밸브(②)를 개방할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 1 온도 조절기(110)는 금형(140), 제 2 파이프(113) 및 제 2 밸브(②)를 통해 배출되는 물을 회수할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제 2 온도 조절기(120)가 작동되면, 약 5℃ ~ 45℃의 물(예: 냉각수)을 금형(140)에 공급할 수 있다. 금형(140)은 상기 공급된 냉각수를 통해 냉각될 수 있다. 금형(140)은 사출 신호를 프로세서(150)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 2 온도 조절기(120)가 작동되면, 프로세서(150)는 제 3 파이프(121)에 설치된 제 3 밸브(③)를 개방할 수 있다. 제 3 센서(122)는 제 3 밸브(③)를 통해 금형(140) 측으로 전달되는 물의 온도, 압력 및 유량을 검출하여, 프로세서(150)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 금형(140)은 상기 제 2 온도 조절기(120), 제 3 파이프(121) 및 제 3 밸브(③)를 통해 공급되는 물을 배출할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 금형(140)을 통해 물(예; 냉각수)이 배출되면, 제 4 센서(124)는 금형(140)을 통해 배출되는 물의 온도, 압력 및 유량을 검출하여, 프로세서(150)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(150)는 제 4 센서(124)의 검출 신호를 통해, 제 4 파이프(123)에 설치된 제 4 밸브(④)를 개방할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 2 온도 조절기(120)는 금형(140), 제 4 파이프(123) 및 제 4 밸브(④)를 통해 배출되는 물을 회수할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 금형(140)의 온도를 제어하기 위해, 제 1 온도 조절기(110) 및/또는 제 2 온도 조절기(120)를 통해 가열수 또는 냉각수가 금형(140)에 공급되면, 제 1 밸브(①) 내지 제 4 밸브(④)는 개방(open)되고, 제 5 밸브(⑤), 제 6 밸브(⑥), 제 7 밸브(⑦), 제 8 밸브(⑧) 및 제 9 밸브(⑨)는 폐쇄(close)될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치의 제 1 온도 조절기를 이용하여 금형을 가열할 때의 동작을 설명하는 도면이다.

다양한 실시예에 따르면, 금형 온도 제어장치(100)는 제 1 온도 조절기(110)가 작동되고, 제 2 온도 조절기(120)가 바이패스로 대기하며, 냉각기(130)는 작동하지 않을 수 있다. 제 1 온도 조절기(110)는 금형(140)을 가열할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 1 온도 조절기(110)가 작동되면, 약 50℃ ~ 99℃로 가열된 물(예: 가열수)이 금형(140)에 공급될 수 있다. 금형(140)은 상기 공급된 가열수를 통해 가열될 수 있다. 금형(140)은 사출 신호를 프로세서(150)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 금형(140)은 상기 제 1 온도 조절기(110), 제 1 파이프(111) 및 제 1 밸브(①)를 통해 공급되는 가열수를 통해 가열된 후, 상기 가열수를 배출할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(150)는 제 1 온도 조절기(110)를 이용하여 금형(140)을 가열하는 동안, 제 2 온도 조절기(120)를 통해 금형(140)을 신속하게 냉각하기 위한 바이패스 경로를 형성할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(150)는 상기 냉각을 위한 바이패스 경로 형성 시, 제 2 온도 조절기(120)를 작동하고, 제 6 밸브(⑥)를 개방(open)할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제 1 온도 조절기(110)를 이용하여 금형(140)의 가열이 완료되면, 프로세서(150)는 금형(140)의 온도를 냉각하기 위해, 제 3 밸브(③) 및 제 4 밸브(④)를 개방(open)하고, 제 1 밸브(①), 제 2 밸브(②), 제 5 밸브(⑤), 제 6 밸브(⑥), 제 7 밸브(⑦), 제 8 밸브(⑧) 및 제 9 밸브(⑨)는 폐쇄(close)할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치의 제 2 온도 조절기를 이용하여 금형을 냉각할 때의 동작을 설명하는 도면이다.

다양한 실시예에 따르면, 금형 온도 제어장치(100)는 제 2 온도 조절기(120)가 작동되고, 제 1 온도 조절기(110)가 바이패스로 대기하며, 냉각기(130)는 작동하지 않을 수 있다. 제 2 온도 조절기(120)는 금형(140)을 냉각할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 2 온도 조절기(120)가 작동되면, 약 5℃ ~ 45℃의 물(예: 냉각수)이 금형(140)에 공급될 수 있다. 금형(140)은 상기 공급된 냉각수를 통해 냉각될 수 있다. 금형(140)은 사출 신호를 프로세서(150)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 금형(140)은 상기 제 2 온도 조절기(120), 제 3 파이프(121) 및 제 3 밸브(③)를 통해 공급되는 냉각수를 통해 냉각된 후, 상기 냉각수를 배출할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(150)는 제 2 온도 조절기(120)를 이용하여 금형(140)을 냉각하는 동안, 제 1 온도 조절기(110)를 통해 금형(140)을 신속하게 가열하기 위한 바이패스 경로를 형성할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(150)는 상기 가열을 위한 바이패스 경로 형성 시, 제 1 온도 조절기(110)를 작동하고, 제 5 밸브(⑤)를 개방(open)할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제 2 온도 조절기(120)를 이용하여 금형(140)의 냉각이 완료되면, 프로세서(150)는 금형(140)의 온도를 가열하기 위해, 제 1 밸브(①) 및 제 2 밸브(②)를 개방(open)하고, 제 3 밸브(③), 제 4 밸브(④), 제 5 밸브(⑤), 제 6 밸브(⑥), 제 7 밸브(⑦), 제 8 밸브(⑧) 및 제 9 밸브(⑨)는 폐쇄(close)할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치의 냉각기를 이용하여 금형을 급속 냉각할 때의 동작을 설명하는 도면이다.

다양한 실시예에 따르면, 금형 온도 제어장치(100)는 냉각기(130)가 작동되고, 제 1 온도 조절기(110) 및 제 2 온도 조절기(120)가 바이패스로 대기할 수 있다. 냉각기(130)는 금형(140)을 급속으로 냉각할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 냉각기(130)가 작동되면, 약 -196℃ ~ 10℃의 냉매(예: 액체 질소(LN2))가 금형(140)에 공급될 수 있다. 금형(140)은 냉각기(130)를 통해 공급된 냉매를 통해 급속으로 냉각될 수 있다. 금형(140)은 사출 신호를 프로세서(150)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 냉각기(130)가 작동되면, 프로세서(150)는 제 9 파이프(135)에 설치된 제 9 밸브(⑨)를 개방할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 금형(140)은 상기 냉각기(130) 및 제 9 밸브(⑨)를 통해 공급되는 냉매를 통해 급속으로 냉각될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(150)는 냉각기(130)를 이용하여 금형(140)을 냉각하는 동안, 제 1 온도 조절기(110)를 통해 금형(140)을 신속하게 가열하기 위한 바이패스 경로를 형성할 수 있다. 프로세서(150)는 냉각기(130)를 이용하여 금형(140)을 냉각하는 동안, 제 2 온도 조절기(120)를 통해 금형(140)을 제 2 온도로 냉각하기 위한 바이패스 경로를 형성할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 냉각기(130)를 이용하여 금형(140)의 급속 냉각이 완료되면, 프로세서(150)는 금형(140)의 온도를 가열하기 위해, 제 1 밸브(①) 및 제 2 밸브(②)를 개방(open)하고, 제 3 밸브(③), 제 4 밸브(④), 제 5 밸브(⑤), 제 6 밸브(⑥), 제 7 밸브(⑦), 제 8 밸브(⑧) 및 제 9 밸브(⑨)는 폐쇄(close)할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 냉각기(130)를 이용하여 금형(140)의 급속 냉각이 완료되면, 프로세서(150)는 금형(140)의 온도를 제 2 온도로 냉각하기 위해, 제 3 밸브(③) 및 제 4 밸브(④)를 개방(open)하고, 제 1 밸브(①), 제 2 밸브(②), 제 5 밸브(⑤), 제 6 밸브(⑥), 제 7 밸브(⑦), 제 8 밸브(⑧) 및 제 9 밸브(⑨)는 폐쇄(close)할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 금형 온도 제어장치의 제 2 온도조절기를 이용하여 금형의 일부분을 냉각할 때의 동작을 설명하는 도면이다.

다양한 실시예에 따르면, 금형 온도 제어장치(100)는 제 2 온도 조절기(120)가 작동되고, 제 1 온도 조절기(110)가 바이패스로 대기하며, 냉각기(130)는 작동하지 않을 수 있다. 제 2 온도 조절기(120)는 금형(140)의 일부분(예: 제 1 금형(141))을 선택적으로 냉각할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 금형(140)은 제 1 금형(141) 및 제 2 금형(142)을 포함할 수 있다. 제 1 금형(141)은 금형(140)의 상측에 배치될 수 있다. 제 2 금형(142)은 금형(140)의 하측에 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 2 온도 조절기(120)는 제 1 금형(141)을 선택적으로 냉각할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 2 온도 조절기(120)가 작동되면, 약 5℃ ~ 45℃의 물(예: 냉각수)이 제 1 금형(141)에 공급될 수 있다. 제 1 금형(141)은 상기 공급된 냉각수를 통해 냉각될 수 있다. 제 1 금형(141)은 사출 신호를 프로세서(150)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 2 온도 조절기(120)가 작동되면, 프로세서(150)는 제 3 파이프(121)에 설치된 제 3 밸브(③)를 개방할 수 있다. 프로세서(150)는 제 1 파이프(111) 및 제 3 파이프(121) 사이에 설치된 제 7 밸브(⑦)를 개방할 수 있다. 제 1 센서(112)는 제 3 밸브(③) 및 제 7 밸브(⑦)를 통해 제 1 금형(141) 측으로 전달되는 물의 온도, 압력 및 유량을 검출하여, 프로세서(150)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 1 금형(141)은 상기 제 2 온도 조절기(120), 제 3 파이프(121), 제 3 밸브(③) 및 제 7 밸브(⑦)를 통해 공급되는 냉각수를 통해 냉각된 후, 상기 냉각수를 배출할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제 1 금형(141)을 통해 물(예; 냉각수)이 배출되면, 프로세서(150)는 제 8 밸브(⑧)를 개방할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 4 센서(124)는 제 1 금형(141) 및 제 8 밸브(⑧)를 통해 배출되는 물의 온도, 압력 및 유량을 검출하여, 프로세서(150)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 2 온도 조절기(120)는 제 1 금형(141), 제 8 밸브(⑧), 제 4 파이프(123) 및 제 4 밸브(④)를 통해 배출되는 물을 회수할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(150)는 제 2 온도 조절기(120)를 이용하여 제 1 금형(140)을 냉각하는 동안, 제 1 온도 조절기(110)를 통해 금형(140)을 신속하게 가열하기 위한 바이패스 경로를 형성할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제 2 온도 조절기(120)를 이용하여 제 1 금형(141)의 냉각이 완료되면, 프로세서(150)는 금형(140)의 온도를 가열하기 위해, 제 1 밸브(①) 및 제 2 밸브(②)를 개방(open)하고, 제 3 밸브(③), 제 4 밸브(④), 제 5 밸브(⑤), 제 6 밸브(⑥), 제 7 밸브(⑦), 제 8 밸브(⑧) 및 제 9 밸브(⑨)는 폐쇄(close)할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상술한 도 6의 설명에서는, 금형 온도 제어장치(100)의 제 2 온도 조절기(120)가 작동되고, 제 1 온도 조절기(110)는 바이패스로 대기하며, 냉각기(130)가 작동되지 않는 실시예를 설명하였지만, 제 1 온도 조절기(110)가 작동되고, 제 2 온도 조절기(110)는 바이패스로 대기하며, 냉각기(130)가 작동되지 않은 상태에서, 제 1 온도 조절기(110)를 이용하여 제 2 금형(142)을 선택적으로 가열할 수도 있다.

이상에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

100: 금형 온도 제어장치 110: 제 1 온도 조절기
120: 제 2 온도 조절기 130: 냉각기
140: 금형 150: 프로세서

Claims

금형 온도 제어장치에 있어서,
금형;
제 1 온도의 물을 상기 금형에 공급하는 제 1 온도 조절기;
제 2 온도의 물을 상기 금형에 공급하는 제 2 온도 조절기;
상기 제 1 온도 조절기 및 상기 금형 사이에 설치된 제 1 파이프;
상기 제 1 파이프의 소정 위치에 설치된 제 1 밸브;
상기 제 1 온도 조절기 및 상기 금형 사이에 설치된 제 2 파이프;
상기 제 2 파이프의 소정 위치에 설치된 제 2 밸브;
상기 제 2 온도 조절기 및 상기 금형 사이에 설치된 제 3 파이프;
상기 제 3 파이프의 소정 위치에 설치된 제 3 밸브;
상기 제 2 온도 조절기 및 상기 금형 사이에 설치된 제 4 파이프;
상기 제 4 파이프의 소정 위치에 설치된 제 4 밸브;
제 5 밸브를 포함하고, 상기 제 1 파이프 및 상기 제 2 파이프 사이에 설치된 제 5 파이프;
제 6 밸브를 포함하고, 상기 제 3 파이프 및 상기 제 4 파이프 사이에 설치된 제 6 파이프; 및
상기 제 1 온도 조절기, 상기 제 2 온도 조절기, 상기 제 1 밸브 내지 상기 제 6 밸브와 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
상기 제 1 온도 조절기를 통해 상기 금형이 가열되는 경우, 상기 프로세서는,
상기 제 5 밸브를 폐쇄하고, 상기 제 1 밸브를 개방하여 상기 제 1 온도로 가열된 물을 상기 금형에 공급하고, 상기 제 2 밸브를 개방하여 상기 금형으로부터 배출된 물을 상기 제 1 온도 조절기로 회수하고,
상기 제 1 온도 조절기의 작동이 완료되면, 상기 제 6 밸브를 개방하여 상기 제 2 온도 조절기를 통해 상기 금형에 상기 제 2 온도를 갖는 물을 공급하도록 바이패스 경로를 형성하도록 설정된 금형 온도 제어장치.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 온도 조절기를 통해 상기 금형이 냉각되는 경우, 상기 프로세서는,
상기 제 6 밸브를 폐쇄하고, 상기 제 3 밸브를 개방하여 상기 제 2 온도를 갖는 물을 상기 금형에 공급하고, 상기 제 4 밸브를 개방하여 상기 금형으로부터 배출된 물을 상기 제 2 온도 조절기로 회수하고,
상기 제 2 온도 조절기의 작동이 완료되면, 상기 제 5 밸브를 개방하여 상기 제 1 온도 조절기를 통해 상기 금형에 상기 제 1 온도를 갖는 물을 공급하도록 바이패스 경로를 형성하도록 설정된 금형 온도 제어장치.
제 2항에 있어서,
상기 제 1 파이프 및 상기 제 3 파이프 사이에 설치되고, 제 7 밸브를 포함하는 제 7 파이프; 및
상기 제 2 파이프 및 상기 제 4 파이프 사이에 설치되고, 제 8 밸브를 포함하는 제 8 파이프를 더 포함하는 금형 온도 제어장치.
제 3항에 있어서,
상기 금형에 제 3 온도를 갖는 냉매를 공급하는 냉각기를 더 포함하는 금형 온도 제어장치.
제 4항에 있어서,
상기 냉각기 및 상기 금형 사이에 설치되고, 제 9 밸브를 포함하는 제 9 파이프를 더 포함하는 금형 온도 제어장치.
제 5항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 금형을 급속 냉각시키는 경우, 상기 제 9 밸브를 개방하여, 상기 냉매를 상기 금형에 공급하도록 설정된 금형 온도 제어장치.
제 6항에 있어서,
상기 냉각기를 통해 상기 금형에 냉매가 공급되는 경우, 상기 프로세서는,
상기 제 5 밸브를 개방하여 상기 제 1 온도 조절기를 통해 상기 금형에 상기 제 1 온도를 갖는 물을 공급하도록 바이패스 경로를 형성하고,
상기 제 6 밸브를 개방하여 상기 제 2 온도 조절기를 통해 상기 금형에 상기 제 2 온도를 갖는 물을 공급하도록 바이패스 경로를 형성하도록 설정된 금형 온도 제어장치.
제 2항에 있어서,
상기 제 1 온도는 50℃ ~ 99℃이고, 상기 제 2 온도는 5℃ ~ 45℃인 금형 온도 제어장치.
제 4항에 있어서,
상기 제 3 온도는 -196℃ ~ 10℃인 금형 온도 제어장치.
제 6항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 제 1 밸브 내지 상기 제 9 밸브의 개폐량을 조절하도록 설정된 금형 온도 제어장치.
제 1항에 있어서,
상기 제 5 밸브는, 상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브의 전단에 설치되고,
상기 제 6 밸브는 상기 제 3 밸브 및 상기 제 4 밸브의 전달에 설치된 금형 온도 제어장치.
제 3항에 있어서,
상기 제 7 밸브는 상기 제 1 밸브 및 상기 제 3 밸브의 후단에 설치되고,
상기 제 8 밸브는 상기 제 2 밸브 및 상기 제 4 밸브의 후단에 설치된 금형 온도 제어장치.
제 2항에 있어서,
상기 제 1 파이프에 설치되고, 상기 제 1 온도 조절기를 통해 상기 금형에 공급되는 물의 온도, 압력 또는 유량 중 적어도 하나를 검출하는 제 1 센서를 포함하는 금형 온도 제어장치.
제 2항에 있어서,
상기 제 2 파이프에 설치되고, 상기 금형을 통해 상기 제 1 온도 조절기로 배출되는 물의 온도, 압력 또는 유량 중 적어도 하나를 검출하는 제 2 센서를 포함하는 금형 온도 제어장치.
제 2항에 있어서,
상기 제 3 파이프에 설치되고, 상기 제 2 온도 조절기를 통해 상기 금형에 공급되는 물의 온도, 압력 또는 유량 중 적어도 하나를 검출하는 제 3 센서를 포함하는 금형 온도 제어장치.
제 2항에 있어서,
상기 제 4 파이프에 설치되고, 상기 금형을 통해 상기 제 2 온도 조절기로 배출되는 물의 온도, 압력 또는 유량 중 적어도 하나를 검출하는 제 4 센서를 포함하는 금형 온도 제어장치.
제 12항에 있어서,
상기 금형은, 상측에 배치되는 제 1 금형 및 하측에 배치되는 제 2 금형을 포함하는 금형 온도 제어장치.
제 17항에 있어서,
상기 제 2 온도 조절기를 통해 상기 제 1 금형이 냉각되는 경우, 상기 프로세서는,
상기 제 6 밸브를 폐쇄하고, 상기 제 3 밸브 및 상기 제 7 밸브를 개방하여 상기 제 2 온도를 갖는 물을 상기 제 1 금형에 공급하고, 상기 제 8 밸브 및 상기 제 4 밸브를 개방하여 상기 금형으로부터 배출된 물을 상기 제 2 온도 조절기로 회수하도록 설정된 금형 온도 제어장치.
제 18항에 있어서,
상기 제 2 온도 조절기의 작동이 완료되면, 상기 프로세스는, 상기 제 5 밸브를 개방하여 상기 제 1 온도 조절기를 통해 상기 금형에 상기 제 1 온도를 갖는 물을 공급하도록 바이패스 경로를 형성하도록 설정된 금형 온도 제어장치.
제 2항에 있어서,
상기 금형은 상기 프로세서에 사출 신호 또는 온도를 전달하는 금형 온도 제어장치.